JP2010080280A - 面光源装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板内の発光エリア毎に均一な発光を行うことが可能な面光源装置及び表示装置を提供すること。
【解決手段】一方の面が光の出射面３５２とされ、出射面３５２の反対側の反出射面３５４に複数の凹部３５６が設けられた板状の導光板３５０と、凹部３５６のそれぞれに格納され、導光板３５０の延在する方向に光を出射し、光の発光面３３２が異なる向きに配置された少なくとも２つの発光ダイオード３３０と、を備える。この構成により、各発光ダイオード３３０の発光面を導光板３５０の任意の発光エリアに向けることで、発光エリア内を均一に発光させることが可能になるとともに、特定の発光エリアのみを発光させることが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、面光源装置及び表示装置に関する。

従来、例えば下記の特許文献１、特許文献２に記載されているように、液晶表示装置のバックライト装置において、導光板に設けた凹部に発光ダイオードを配置し、導光板から光を出射する技術が知られている。

また、下記の特許文献３、特許文献４に記載されているように、表示画面を複数のブロックに分割し、その分割されたブロック単位でバックライト輝度を入力画像信号に応じて変化させる技術が知られている。

特開平８−１３６９１７号公報 特開２００６−２２７４２３号公報 特開２００５−１７３２４号公報 特開平１１−１０９３１７号公報

しかしながら、上述した特許文献１、特許文献２に記載されている技術では、凹部に格納された発光ダイオードによって凹部の周辺を発光させているため、凹部から離れるに従って輝度が低下する。このため、導光板の領域毎に明暗のムラが生じ易く、均一な発光を行うことは困難である。

また、上述した特許文献１、特許文献２に記載されている技術は、特許文献３、特許文献４のように分割されたブロック単位でバックライト輝度を変化させることは想定していない。このため、特許文献１、特許文献２に記載されている技術では、発光ダイオードが設けられた凹部の周囲の輝度が高くなり、凹部から離れるに従って輝度が低下する。従って、導光板の平面内のブロック毎に、発光領域と非発光領域の輝度が明確に異なるように発光量を変化させることは困難である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、導光板内の発光エリア毎に均一な発光を行うことが可能な、新規かつ改良された面光源装置及び表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、一方の面が光の出射面とされ、前記出射面の反対側の面に複数の凹部が設けられた板状の導光板と、前記凹部のそれぞれに格納され、前記導光板の延在する方向に光を出射し、光の出射方向が異なる向きに配置された少なくとも２つの発光素子と、を備える面光源装置が提供される。

上記構成によれば、導光板は、一方の面が光の出射面とされ、出射面とは反対側の面に複数の凹部が設けられる。少なくとも２つの発光素子は、凹部のそれぞれに格納され、導光板の延在する方向に光を出射し、光の出射方向が異なる向きに配置される。従って、各発光素子の発光面を導光板の任意の発光エリアに向けることで、発光エリア内を均一に発光させることが可能になるとともに、特定の発光エリアのみを発光させることが可能となる。

また、前記導光板は、複数の発光エリアに区画され、前記発光素子の発光面が各発光エリアの中心近傍に向けられたものであってもよい。

また、前記発光エリアが６角形とされ、複数の前記発光エリアをハニカム構造に配置することで前記導光板の前記発光エリアが区画されたものであってもよい。

また、前記凹部は前記発光エリアの６角形の各辺の中点に配置され、前記凹部に格納された２つの発光素子の発光面が、各辺において隣接する２つの６角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置されたものであってもよい。

また、前記凹部は前記発光エリアの６角形の頂点に配置され、前記凹部に格納された３つの発光素子の発光面が、各頂点において隣接する３つの６角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置されたものであってもよい。

また、前記発光エリアが４角形とされ、複数の前記発光エリアを隣接して配置することで前記導光板の前記発光エリアが区画されたものであってもよい。

また、前記凹部は前記発光エリアの４角形の各辺の中点に配置され、前記凹部に格納された２つの発光素子の発光面が、各辺において隣接する２つの４角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置されたものであってもよい。

また、前記凹部は前記発光エリアの４角形の頂点に配置され、前記凹部に格納された４つの発光素子の発光面が、各頂点において隣接する４つの４角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置されたものであってもよい。

また、前記発光エリアが長方形、正方形又は菱形とされたものであってもよい。

また、前記凹部の底面に反射面が設けられたものであってもよい。

また、前記出射面の前記凹部に対応する位置に、プリズム形状又はレンズ形状からなる光取り出しパターンが設けられたものであってもよい。

また、前記出射面の反対側の面に乱反射パターン又は反射シートが設けられたものであってもよい。

また、前記発光素子は、サイドビュータイプ又はトップビュータイプの発光ダイオードから構成されるものであってもよい。

また、前記発光素子は、前記発光エリア毎に発光量が異なるように制御されるものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像を表示する表示パネルと、一方の面が光の出射面とされ、前記出射面の反対側の面に複数の凹部が設けられた板状の導光板と、前記凹部のそれぞれに格納され、前記導光板の延在する方向に光を出射し、光の出射方向が異なる向きに配置された少なくとも２つの発光素子と、を備え、前記表示パネルと対向するように配置された面光源と、を備える表示装置が提供される。

上記構成によれば、表示パネルと面光源を備えた表示装置において、表示パネルには画像が表示される。導光板は、一方の面が光の出射面とされ、出射面とは反対側の面に複数の凹部が設けられる。少なくとも２つの発光素子は、凹部のそれぞれに格納され、導光板の延在する方向に光を出射し、光の出射方向が異なる向きに配置される。従って、各発光素子の発光面を導光板の任意の発光エリアに向けることで、発光エリア内を均一に発光させることが可能になるとともに、特定の発光エリアのみを発光させることが可能となる。

また、前記導光板は、複数の発光エリアに区画され、前記発光素子の発光面が各発光エリアの中心近傍に向けられたものであってもよい。

また、前記発光エリアが６角形とされ、複数の前記発光エリアをハニカム構造に配置することで前記導光板の前記発光エリアが区画されたものであってもよい。

また、前記凹部は前記発光エリアの６角形の各辺の中点に配置され、前記凹部に格納された２つの発光素子の発光面が、各辺において隣接する２つの６角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置されたものであってもよい。

また、前記凹部は前記発光エリアの６角形の頂点に配置され、前記凹部に格納された３つの発光素子の発光面が、各頂点において隣接する３つの６角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置されたものであってもよい。

また、前記発光素子は、前記発光エリア毎に発光量が異なるように制御されるものであってもよい。

本発明によれば、導光板内の発光エリア毎に均一な発光を行うことが可能な面光源装置及び表示装置を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．本発明の一実施形態にかかる表示装置の構成
２．導光板の構成
３．６角形の発光エリアと各凹部における各発光ダイオードの位置関係
４．発光エリア、発光ダイオードの配置の他の例について

［１．本発明の一実施形態にかかる表示装置の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態にかかる画像表示装置１００の構成を示す斜視図である。画像表示装置１００は、筐体１０２の内部に所要の各部が配置されてなる。

筐体１０２の前面には、前後に貫通された開口が形成され、該開口を内側から閉塞する位置に画像を表示する表示パネル（液晶セル）２００が配置されている。表示パネル２００は、例えば、透過型のカラー液晶パネルを前後から２枚の偏光板で挟みこむことにより構成され、アクティブマトリックス方式で駆動することでフルカラー映像を表示する。表示パネル２００は液晶パネルに限定されるものではなく、本実施形態は面発光光源により裏面から照射される全ての表示パネル２００に適用することができるが、以下の説明では表示パネル２００として液晶パネルを例示する。

筐体１０２の内部には面光源装置（バックライト）３００が配置されている。表示パネル２００及び面光源装置３００は、筐体１０２によって支持されている。

また、図２は、画像表示装置１００の構成を示す側断面図である。なお、図２では、筐体１０２の内部の断面構成を示しており、筐体１０２の図示は省略している。図２に示すように、面光源装置３００は筐体３０２を備えており、筐体３０２に所要の各部が配置されてなる。筐体３０２は、熱伝導性の高い金属材料等により、表示装置１００の前後方向に扁平な、前方に開口された箱状に形成されている。筐体３０２の前端部には光学シート３０８と拡散板３２０が取り付けられている。

光学シート３０８は、光を拡散させる拡散シート、光を屈折させて所定の方向へ導くプリズムシート、偏光方向を変換する偏光方向変換シート等の所定の光学機能を有する各種のシートが層状に配置されて構成されている。

光学シート３０８は拡散板３２０の前面に取り付けられている。拡散板３２０は、発光ダイオード３３０から導光板３５０を介して出射された光を筐体３０２の内部で拡散して表示パネル２００を裏面から照射し、表示パネル２００における輝度バラツキの低減を図る機能を有する。

筐体３０２の底面には、回路基板（図２において不図示）が配置されている。回路基板には複数の発光ダイオード３３０が配置されている。

発光ダイオード３３０は、例えば白色の光を出射するものであるが、白色の光を出射するものに限られることはなく、赤色、青色、緑色の光を出射するものであってもよい。例えば、一組の発光ユニットとして構成された、赤色の光を出射する発光ダイオード３３０と青色の光を出射する発光ダイオード３３０と２つの緑色の光を出射する発光ダイオード３３０とがマトリクス状に複数配置されていても良い。このように、発光ダイオード３３０の数及び出射する光の色に関しては任意である。

発光ダイオード３３０よりも表示パネル２００側には、アクリル等の透明な樹脂材料からなる導光板３５０が配置されている。導光板３５０には、発光ダイオード３３０が挿入される凹部３５６が設けられている。後で詳細に説明するが、本実施形態では、１つの凹部３５６に複数の発光ダイオード３３０が格納されており、各発光ダイオード３３０は導光板３５０の面方向（導光板３５０が延在する方向）へ光を出射する。

発光ダイオード３３０の光を拡散板３２０に直接照射すると、発光ダイオード３３０の点光源の領域が表示画面に現れてしまう場合があるが、導光板３５０を介して拡散板３２０を照射することで、表示画面上に点光源の領域が現れてしまうことを確実に抑止できる。また、導光板３５０を介して発光ダイオード３３０の光を拡散板３２０へ照射することで、表示画面上で点光源の領域が生じることを抑止できるため、発光ダイオード３３０と拡散板３２０とを近接させることができ、表示装置１００の薄型化を図ることができる。

発光ダイオード３３０の発光面３３２から凹部３５６の内壁側面に向けて出射された光は、導光板３５０に取り込まれ、導光板３５０内を導光する。凹部３５６の底面には、拡散板３２０へ直接光が照射されることを防ぐため、その表面に反射面３５８が形成されている。

導光板３５０の拡散板３２０側の面は、光を出射する出射面３５２とされている。また、出射面３５２の反対側の面は、反出射面３５４とされている。導光板３５０の反出射面３５４には、拡散反射シート３１０が設けられている。拡散反射シート３１０は、導光板３５０内で反出射面３５４に向かう光を出射面３５２側へ拡散、反射させ、光を有効利用する機能を有する。なお、拡散反射シート３１０の代わりに、光を反射させるミラー面等を有し、光を拡散させない反射シートを用いても良い。また、導光板３５０内を導光する発光ダイオード３３０の光を出射面３５２から出射させるため、導光板３５０の反出射面３５４には乱反射パターン３６０が設けられている。乱反射パターン３６０は、反出射面３５４に所定パターンの凹凸形状を設けることにより形成することができ、また、反出射面３５４へシルク印刷等を行うことにより形成することができる。

そして、乱反射パターン３６０および拡散反射シート３１０によって出射面３５２の方向に反射散乱した光のうち、臨界角よりも小さな角度で出射面３５２に到達した光が出射面３５２から導光板３５０の外へ出射する。出射した光は、拡散板３２０へ入光し、導光板３５０から出射した直後に生じていた光線のムラはより均一に修正される。

そして、拡散板３２０へ入射した光は、光学シート３０８によって、更なるムラの改善や、輝度の向上、視野角特性の改善等が行われ、表示パネル２００へと入光される。これにより、表示パネル２００全面を均一に照射することができる。

また、導光板３５０の出射面３５２では、凹部３５６の位置で導光板３５０の厚みが薄くなり、光が導光する幅が狭くなるため、凹部３５６の位置で出射面３５２から出射される光量が低下し、輝度が周囲よりも若干暗くなることが想定される。このため、出射面３５２の凹部３５６に対応する領域には、レンズ等の形状から成る光取出しパターン３６２が形成されている。これにより、凹部３５６（または反射処理膜３５８）を設けたことによる明暗ムラの発生を確実に抑えることができる。

拡散板３２０、光学シート３０８、及び筐体３０２の表面等、光が反射する可能性のある全ての部材の表面には、高反射処理（表面ミラー処理や反射拡散処理等）が施されている。これにより、導光板３５０から取出しきれなかった光を導光板３５０へと反射させて光のリサイクルを行うことができ、光の取出し効率を向上させることが可能である。

図３は、表示装置１００の構成を示す機能ブロック図である。表示装置１００は、カラーフィルタ基板、液晶層などを有する表示パネル２００、表示パネル２００の背面側に配置される面光源装置３００、表示パネル２００及び面光源装置３００を制御する制御部４００、並びに、電源供給部４１０により構成されている。なお、制御部４００、電源供給部４１０については、表示装置１００と一体に構成されていても良いし、表示装置１００とは別体に構成されていても良い。

表示装置１００は、画像信号に対応する原画像を所定の表示領域（表示パネル２００の表示部２０２に対応する領域）に表示する。なお、表示装置１００に入力される入力画像信号は、例えば、６０Ｈｚのフレームレートの画像（フレーム画像）に対応するものである。

表示パネル２００は、面光源装置３００からの白色光を透過させる開口部が複数配列されている表示部２０２を備えている。また、表示パネル２００は、表示部２０２の開口部それぞれに設けられているトランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（不図示））に駆動信号を送出するソースドライバ２０４及びゲートドライバ２０６を備えている。

表示部２０２の開口部を通過した白色光は、カラーフィルタ基板（不図示）上に形成されているカラーフィルタによって赤色、緑色、または青色の光に変換される。この赤色、緑色、および青色の光を発する３つの開口部からなる組が表示部２０２の１画素に対応する。

面光源装置３００は、表示部２０２に対応する発光エリアにおいて白色光を発する。面光源装置３００の発光エリアは、後述するように、複数のブロック（領域）に分割されており、分割された複数のブロックのそれぞれについて個別に発光が制御される。

制御部４００は、表示輝度算出部４０２、光源制御部４０４、および表示パネル制御部４０６により構成される。表示輝度算出部４０２には、各フレーム画像に対応する画像信号が供給される。表示輝度算出部４０２は、供給された画像信号からフレーム画像の輝度分布を求め、さらにフレーム画像の輝度分布から、ブロックごとに、必要な表示輝度を算出する。算出された表示輝度は、光源制御部４０４及び表示パネル制御部４０６に供給される。

光源制御部４０４は、表示輝度算出部４０２から供給された各ブロックの表示輝度に基づいて、面光源装置３００の各ブロックにおけるバックライト輝度を算出する。そして、光源制御部４０４は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御により、算出されたバックライト輝度となるように、各ブロックの発光ダイオード３３０の発光量を制御する。このように、入力画像信号に応じて面光源装置３００の発光輝度をブロック毎に制御することができるため、表示パネル２００に表示される画像に応じた最適な発光が可能となる。なお、以下の説明では、入力画像信号に応じて面光源装置３００の発光輝度をブロック毎に制御することを分割発光駆動と称する。

また、光源制御部４０４は、バックライト３００内に配置されているセンサによって検出された各ブロックの発光輝度または色度に基づいて、発光輝度または色度の補正を行うための発光制御も行う。ここで、センサは、照度センサまたはカラーセンサなどである。

光源制御部４０４で算出された面光源装置３００の各ブロックのバックライト輝度は、表示パネル制御部４０６に供給される。表示パネル制御部４０６は、表示輝度算出部４０２から供給されるブロック毎の表示輝度と、光源制御部４０４から供給されるブロックごとのバックライト輝度に基づいて、表示部２０２の各画素の液晶開口率を算出する。そして、表示パネル制御部４０６は、算出された液晶開口率となるように、表示パネル２００のソースドライバ２０４およびゲートドライバ２０６に駆動信号を供給し、表示部２０２の各画素のＴＦＴを駆動制御する。また、電源供給部４１０は、表示装置１００の各部に所定の電源を供給する。

［２．導光板の構成］
図４は、面光源装置３００の構成を示す平面図である。面光源装置３００の筐体３０２内に配置された導光板３５０には、複数の凹部３５６が設けられている。また、導光板３５０は、破線で示す仮想線により複数の発光エリア（発光領域）に区画されている。本実施形態の表示装置１００は、各発光エリアを１ブロックとして面光源装置３００の発光輝度をブロック毎に制御し、分割発光駆動を行う。図４に示す例では、発光エリアは正６角形とされ、ハニカム状に発光エリアが構成されている。図４に示すように、凹部３５６は、導光板３５０を複数の正６角形の発光エリアで区画した場合に、６角形の各辺の中点に位置している。

なお、発光エリアの分割数は限定されるものではなく、表示装置１００のインチサイズ、発光ダイオード３３０の数または発光量、目標となる輝度等に応じて、導光板３５０からの均一な出射が可能となるように適宜選択することができる。

図２に示すように、凹部３５６は、導光板３５０の反出射面３５４側に形成されており、各凹部３５６には、回路基板上に実装された発光ダイオード３３０が格納されている。

図５は、図２中の凹部３５６の周辺を拡大して示す模式図である。図５に示すように、導光板３５０に設けられた凹部３５６には、２つの発光ダイオード３３０が配置されている。発光ダイオード３３０は、例えばサイドビュータイプのものであり、回路基板上に実装されている。発光ダイオード３３０は、導光板３５０の面方向に向けて光を出射する。

また、発光ダイオード３３０としてトップビュータイプのものを用い、その発光面３３２が導光板３５０の面方向に向くように回路基板上に実装しても良い。通常、トップビュータイプの発光ダイオード３３０を回路基板上に実装すると、発光面３３２は回路基板の上方向（面直方向）に面し、発光された光は回路基板の面直方向へ向かう。このため、トップビュータイプの発光ダイオード３３０を用いる場合は、フレキシブルプリント基板等を介して発光ダイオード３３０に接続することで発光ダイオード３３０を横向きに配置し、光が導光板３５０の出射面３５２に沿った方向に照射されるようにする。なお、本実施形態では、凹部３５６の平面形状として図４に示すような円形のものを例示しているが、凹部３５６の平面形状は円形に限定されるものではない。凹部３５６の平面形状としては、３角形、４角形、６角形など様々な形状を適宜選択することができる。

図５に示すように、凹部３５６の底面は平面とされ、表面には反射処理された反射面３５８が形成されている。反射面３５８は、例えばアルミニウム又は銀などの反射処理膜を蒸着することによって形成することができる。また、反射面３５８は、例えばアルミニウム又は銀などがコーティングされたフィルム等、反射率の高い材料を貼ることによって形成することができる。反射面３５８を設けたことにより、発光ダイオード３３０から凹部３５６の底面に向かって発せられた光が反射面３５８で反射される。これにより、導光板３５０に直接取り込まれなかった光を反射して導光板３５０に導光させることが可能となり、導光板３５０における光の取込効率の向上を実現できる。また、発光ダイオード３３０から出射面３５２に直接向かう直上光に起因して、出射面３５２の凹部３５６に対応した位置で急峻な輝度ピークが出ることが想定されるが、反射面３５８を設けて直上光を反射させることで、急峻な輝度ピークの発生を抑止できる。これにより、拡散板３２０と導光板３５０をより近接させることが可能となり、より薄型の表示装置１００を実現できる。

［３．６角形の発光エリアと各凹部における各発光ダイオードの位置関係］
図６は、６角形の発光エリアと各凹部３５６における各発光ダイオード３３０の位置関係を示す平面図である。各凹部３５６に配置された２つの発光ダイオード３３０は、発光面３３２が互いに反対向きとなるように配置され、各発光面３３２が６角形の各辺と平行となるように配置されている。これにより、各発光ダイオード３３０からは、６角形の発光エリアの中心近傍に向かって光が出射される。

このように、各凹部３５６に配置された発光ダイオード３３０は、隣接する６角形の発光エリアの中心に向けて光を出射する。そして、６角形の発光エリアの各辺の中点に凹部３５６が配置されているため、１つの発光エリアは、各辺に配置された６個の発光ダイオード３３０によって照射されることとなる。これにより、１つの発光エリアの全体をムラなく均一に発光させることが可能となる。また、各発光エリアの各辺に配置された発光ダイオード３３０は、各発光エリアの中心に向けて光を照射するため、各発光エリアの中心に対して光の照射を対称に行うことができ、各エリアにおいて均一な発光を実現することができる。

上述したように、分割発光駆動を行う場合、６角形の発光エリアを１ブロックとしてブロック毎に発光量が制御される。図４では、分割発光駆動により、複数の凹部３５６に配置された発光ダイオード３３０のうち、発光エリアである領域Ａ１，Ａ２，Ａ３の中心に発光面３３２が向けられた発光ダイオードのみを発光させた状態を示している。例えば図６中の領域Ａ４で示される１つの６角形領域のみを発光させる場合、領域Ａ４の中心に向けられた６つの発光ダイオード３３０のみを発光させ、他の発光ダイオード３３０は発光させないようにする。これにより、領域Ａ４のみを発光させることが可能となり、分割発光駆動に適した面発光を行うことができる。

この場合、領域Ａ４を照射する発光ダイオード３３０は、全て領域Ａ４の中心に向けて光を発光するため、領域Ａ以外への光の漏れを最小限に抑えることが可能となる。従って、分割発光駆動により任意の６角形の発光エリアのみを発光させた場合は、他の発光エリアへの光の漏れを最小限に抑えることができ、所望の発光エリアのみを発光させることができる。

特に分割発光駆動を行う場合、特定の発光エリアのみを発光させることで、表示画像に応じたブロック毎の最適な発光が可能となり、分割発光駆動の制御性、利便性を高めることができる。本実施形態では、各発光ダイオード３３０の発光面３３２を６角形の発光エリアの中心に向けて配置しているため、特定の発光エリアのみを発光させた場合に、他の発光エリアに光が漏れ出すことを抑えることができる。従って、分割発光駆動の利便性を高めることができ、表示パネル２００の全面において、表示パネル２００に表示される画像に応じて面光源装置３００による分割発光駆動を最適に行うことが可能となる。

また、各６角形の領域の各辺に配置された発光ダイオード３３０は、その発光面３３２が各６角形領域の中心に向けて配置されているため、各６角形の領域内では、均一な明暗ムラのない発光が実現できる。従って、導光板３５０の全ての領域を発光させた場合においても、各発光エリアを密に発光させることができるため、導光板３５０の全体で均一な明暗ムラのない発光を行うことが可能となる。

また、全ての発光エリアを発光させた場合に、導光板３５０の全体で均一に発光を行うため、反出射面３５４及び出射面３５２に付与されたパターンの最適化が行われる。上述したように、凹部３５６に対応する出射面３５２の領域では、輝度が低下することが想定されるため、凹部３５６の底面の面積は最小限に抑えることが好適である。また、図４及び図６において、６角形の頂点の位置では、周辺に比べて導光する光が少なくなり、輝度が若干低下することが想定される。この場合においても、反出射面３５４及び出射面３５２に付与された拡散反射シート３１０、乱反射パターン３６０、光取出しパターン３６２等のパターンの最適化を行うことで、６角形の頂点の位置で輝度が低下することを抑止でき、均一な光の出射が可能となる。

［４．発光エリア、発光ダイオードの配置の他の例について］
図７〜図１０は、導光板３５０上における発光ダイオード３３０の配置の他の例を示す模式図である。図７は、凹部３５６を６角形の発光エリアの頂点に配置し、１つの凹部３５６に３つの発光ダイオード３３０を配置した例を示している。図７の例においても、凹部３５６に配置された各発光ダイオード３３０の発光面３３２は、各６角形の発光エリアの中心に向かうように配置されている。各６角形の頂点は、３つの６角形と隣接しているため、凹部３５６に配置された３つの発光ダイオード３３０の発光面３３２は、隣接する３つの発光エリアのそれぞれの中心に向けて配置されている。

６角形の各発光エリアは、６角形の頂点に配置された６つの発光ダイオード３３０により照射される。従って、図７の例においても、各発光エリアを均一に発光させることが可能となる。そして、導光板３５０の全ての領域を発光させた場合に、導光板３５０の全体で均一な明暗ムラのない発光を行うことが可能となる。

図８は、発光エリアを４角形（長方形、正方形など）とし、４角形の各辺の中点に凹部３５６を設けた例を示している。１つの凹部３５６には２つの発光ダイオード３３０が配置され、各発光ダイオード３３０の発光面３３２は、隣接する２つの４角形の発光エリアの中心に向かうように配置されている。

図８の場合、４角形の各発光エリアは、各辺の中点に配置された４つの発光ダイオード３３０により照射される。従って、図８の例においても、４角形の各発光エリアを均一に発光させることが可能となる。そして、導光板３５０の全ての領域を発光させた場合に、導光板３５０の全体で均一な明暗ムラのない発光を行うことが可能となる。

また、図９は、発光エリアを４角形（長方形）とし、凹部３５６を４角形の頂点に配置し、１つの凹部３５６に４つの発光ダイオード３３０を配置した例を示している。図９の例においても、凹部３５６に配置された各発光ダイオード３３０の発光面３３２は、頂点で隣接する４つの４角形の領域の中心に向かうように配置されている。このような構成により、４角形の各発光エリアは、頂点に配置された４つの発光ダイオード３３０により照射される。従って、図９の例においても、４角形の各発光エリアを均一に発光させることが可能になるとともに、導光板３５０の全ての領域を発光させた場合に、導光板３５０の全体で均一な明暗ムラのない発光を行うことが可能となる。

また、図１０は、発光エリアを４角形（菱形）とし、凹部３５６を菱形の頂点に配置し、１つの凹部３５６に４つの発光ダイオード３３０を配置した例を示している。図１０の例においても、凹部３５６に配置された各発光ダイオード３３０の発光面３３２は、菱形の頂点で隣接する４つの菱形の領域の中心に向かうように配置されている。従って、図１０の例においても、４角形の各発光エリアを均一に発光させることが可能になるとともに、導光板３５０の全ての領域を発光させた場合に、導光板３５０の全体で均一な明暗ムラのない発光を行うことが可能となる。また、図１０の例において、図８と同様に、各辺の中点に凹部３５６を設け、各凹部３５６に２つの発光ダイオード３３０を配置しても良い。

図１１は、凹部３５６の底面を平面ではなく、円錐状の突起形状３５７とした例を示している。円錐状の突起形状の表面には反射面３５８が設けられる。このような構成によれば、発光ダイオード３３０から凹部３５６の底面に向けて照射された光は、円錐状の突起形状３５７で反射されて導光板３５０の面方向に沿って進む。従って、凹部３５６の底面を平面とした場合に比べて、発光ダイオード３３０から出射された光をより有効に活用することができ、導光板３５０における発光ダイオード３３０の出射光の取込効率の向上を実現できる。

なお、上述したように、発光ダイオード３３０としてはサイドビュータイプ、トップビュータイプのものを用いることができるが、サイドエミッタタイプの発光ダイオード３３０を用いることもできる。サイドエミッタタイプの発光ダイオード３３０の場合、図１２に示すように、１つの発光ダイオードから３６０°方向に光を出射することができる。従って、サイドエミッタタイプの発光ダイオードを用いる場合は、各凹部３５６に１つの発光ダイオード３３０を装着する。この場合においても、導光板３５０の発光エリア毎に各発光ダイオード３３０の発光、非発光を制御することにより、分割発光駆動を行うことができる。

以上説明したように本実施形態によれば、導光板３５０を複数の発光エリアに区画し、各発光エリアの周囲に凹部３５６を設け、各凹部３５６格納された発光ダイオード３３０により各発光エリアの中心に向けて光を発光するようにした。これにより、１つの発光エリアは、周囲に配置された複数の発光ダイオード３３０によって対称に照射されることとなり、１つの発光エリアの全体をムラなく均一に発光させることが可能となる。従って、特定の発光エリアのみを発光させることが可能となり、表示画像に応じたブロック毎の最適な発光が可能となり、分割発光駆動の制御性、利便性を高めることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の一実施形態にかかる表示装置の構成を示す斜視図である。 画像表示装置の構成を示す側断面図である。 表示装置の構成を示す機能ブロック図である。 面光源装置の構成を示す平面図である。 図２中の凹部の周辺を拡大して示す模式図である。 ６角形の発光エリアと各凹部における各発光ダイオードの位置関係を示す平面図である。 凹部を６角形の頂点に配置し、１つの凹部に３つの発光ダイオードを配置した例を示す模式図である。 発光エリアを４角形（長方形）とし、４角形の各辺の中点に凹部を設けた例を示す模式図である。 発光エリアを４角形（長方形）とし、凹部を４角形の頂点に配置し、１つの凹部に４つの発光ダイオードを配置した例を示す模式図である。 発光エリアを４角形（菱形）とし、凹部を菱形の頂点に配置し、１つの凹部に４つの発光ダイオードを配置した例を示す模式図である。 凹部の底面を円錐状の突起形状とした例を示す模式図である。 サイドエミッタタイプの発光ダイオードを用いた場合を示す模式図である。

符号の説明

１００ 表示装置
２００ 表示パネル
３００ 面光源装置
３１０ 拡散反射シート
３３０ 発光素子
３３２ 発光面
３５０ 導光板
３５２ 出射面
３５６ 凹部
３５８ 反射面
３６０ 乱反射パターン
３６２ 光取出しパターン

Claims (20)

1. 一方の面が光の出射面とされ、前記出射面の反対側の面に複数の凹部が設けられた板状の導光板と、
   前記凹部のそれぞれに格納され、前記導光板の延在する方向に光を出射し、光の出射方向が異なる向きに配置された少なくとも２つの発光素子と、
   を備える面光源装置。
2. 前記導光板は、複数の発光エリアに区画され、前記発光素子の発光面が各発光エリアの中心近傍に向けられた、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記発光エリアが６角形とされ、複数の前記発光エリアをハニカム構造に配置することで前記導光板の前記発光エリアが区画された、請求項２に記載の面光源装置。
4. 前記凹部は前記発光エリアの６角形の各辺の中点に配置され、前記凹部に格納された２つの発光素子の発光面が、各辺において隣接する２つの６角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置された、請求項３に記載の面光源装置。
5. 前記凹部は前記発光エリアの６角形の頂点に配置され、前記凹部に格納された３つの発光素子の発光面が、各頂点において隣接する３つの６角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置された、請求項３に記載の面光源装置。
6. 前記発光エリアが４角形とされ、複数の前記発光エリアを隣接して配置することで前記導光板の前記発光エリアが区画された、請求項２に記載の面光源装置。
7. 前記凹部は前記発光エリアの４角形の各辺の中点に配置され、前記凹部に格納された２つの発光素子の発光面が、各辺において隣接する２つの４角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置された、請求項６に記載の面光源装置。
8. 前記凹部は前記発光エリアの４角形の頂点に配置され、前記凹部に格納された４つの発光素子の発光面が、各頂点において隣接する４つの４角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置された、請求項６に記載の面光源装置。
9. 前記発光エリアが長方形、正方形又は菱形とされた、請求項６に記載の面光源装置。
10. 前記凹部の底面に反射面が設けられた、請求項１に記載の面光源装置。
11. 前記出射面の前記凹部に対応する位置に、プリズム形状又はレンズ形状からなる光取り出しパターンが設けられた、請求項１に記載の面光源装置。
12. 前記出射面の反対側の面に乱反射パターン又は反射シートが設けられた、請求項１に記載の面光源装置。
13. 前記発光素子は、サイドビュータイプ又はトップビュータイプの発光ダイオードから構成される、請求項１に記載の面光源装置。
14. 前記発光素子は、前記発光エリア毎に発光量が異なるように制御される、請求項２に記載の面光源装置。
15. 画像を表示する表示パネルと、
    一方の面が光の出射面とされ、前記出射面の反対側の面に複数の凹部が設けられた板状の導光板と、前記凹部のそれぞれに格納され、前記導光板の延在する方向に光を出射し、光の出射方向が異なる向きに配置された少なくとも２つの発光素子と、を備え、前記表示パネルと対向するように配置された面光源と、
    を備える表示装置。
16. 前記導光板は、複数の発光エリアに区画され、前記発光素子の発光面が各発光エリアの中心近傍に向けられた、請求項１５に記載の表示装置。
17. 前記発光エリアが６角形とされ、複数の前記発光エリアをハニカム構造に配置することで前記導光板の前記発光エリアが区画された、請求項１６に記載の表示装置。
18. 前記凹部は前記発光エリアの６角形の各辺の中点に配置され、前記凹部に格納された２つの発光素子の発光面が、各辺において隣接する２つの６角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置された、請求項１７に記載の表示装置。
19. 前記凹部は前記発光エリアの６角形の頂点に配置され、前記凹部に格納された３つの発光素子の発光面が、各頂点において隣接する３つの６角形の前記発光エリアの中心近傍に向かうように配置された、請求項１７に記載の表示装置。
20. 前記発光素子は、前記発光エリア毎に発光量が異なるように制御される、請求項１６に記載の表示装置。

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